DE2222608C2

DE2222608C2 - Ringwalzwerk

Info

Publication number: DE2222608C2
Application number: DE2222608A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr.-Ing. 4600 Dortmund Vieregge
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1972-05-09
Filing date: 1972-05-09
Publication date: 1984-07-05
Also published as: FR2183988A1; DE2222608A1; FR2183988B1; GB1425733A; JPS4961059A; US3839887A; SE408027B; SU650485A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk zum Auswalzen von Ringen zwischen einem an einem Walzwerksrahmen angeordneten, aus einer TeHerwalze und einer Dornwalze bestehenden Radialwalzenpaar, von dem die eine Walze gegen die andere und damit gegen den Ring radial zustellbar und mindestens eine Walze antreibbar ist, und das mindestens zwei am Walzwerksrahmen gelagerte Ringtragrollen aufweist.

Bei bekannten Ringwalzwerken — z. B. DE-OS 17 52 887 — wird der Ring von einem Radialwalzenpaar einseitig ortsfest gehalten, so daß mit der Zunahme des Ringdurchmessers die Ringachse in Längsrichtung des Walzwerks auswandert Das hat zur Folge, daß die erforderlichen Ringtragrollen für Ringe großen Durchmesser'; auf Tragwagen angeordnet sein müssen, die bewegungsgleich mit der Ringachse zu verschieben sind. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß einstellbare Ringbegrenzungen zum Führen des Ringes

ίο während des Walzprozesses und /oder zum Kalibrieren des Ringes entweder unter einem in Abhängigkeit vom Ringdurchmesser stark veränderlichen Zentriwinkel und damit unterschiedlicher Wirksamkeit am Ring angreifen — z. B. bei Verwendung von an ortsfest gelagerten Schwenkhebeln angeordneten Begrenzungsrollen — oder entsprechend dem translatorischen Bewegungsablauf der Umfangsörter des Ringes mittels mechanisch komplizierter Systeme bewegt werden müssen. Außerdem ist es bei Ringwalzwerken mit zusätzlichen, die Ringstirnflächen bearbeitenden Walzen, insbesondere bei Ringen mit geringer Wanddicke, bisher sehr schwierig, in Bewegung und/oder Drehzahl dieser Walzen so zu steuern, daß der Walzprozeß störungsfrei und mit der gewünschten Ringqualität abläuft. Derartige Ring-Walzwerke vermochten daher bisher nicht voll zu befriedigen.

Aus der US-PS 21 32 370 ist ein Ringwalzwerk bekannt, bei dem die Ringachse während des Walzens ortsfest bleibt. Dies wird durch einen konischen WaIzdorn erreicht, der mit mehreren, jeweils am gesamten Ringinnendurchmesser anliegenden Walzen unterschiedlicher Durchmesser ausgerüstet und senkrecht zustellbar ist, so daß er den Ring aufweitet und gegen mehrere am Außenumfang des Ringes anliegende Radialwalzen preßt. Mit einem derartigen Walzwerk können jedoch nur relativ geringe Durchmesserzunahmen erreicht werden.

Bei dem Ringwalzwerk gemäß US-PS 29 25 003 werden radial verlaufende, ortsfest drehbare Ringtragrollen verwendet, jedoch sind auch bei diesem Ringwalzwerk die Radialwalzen ortsfest angeordnet, so daß sich die Ringachse und der ganze Ring während des Walzens verschieben und der Ring mittels seitlich in Schwenkhebeln gelagerter Führungsrollen geführt werden muß, die mit vom Ringdurchmesser abhängiger unterschiedlicher, Wirksamkeit am Ring angreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringwalzwerk der eingangs genannten Art in der Weise auszugestalten, daß die Ringachse während des Walzprozesses ortsfest bleibt und alle zusätzlich erforderlichen oder im Einzelfall zweckmäßigen, auf die Ringstirnflächen oder den Ringaußendurchmesser einwirkenden Walzwerksteile konstruktiv weniger aufwendig als bisher ausgeführt und/oder gesteuert werden können und daß die den Walzprozeß bestimmenden Einflußgrößen besser beherrschbar sind und das Ringwalzwerk leichter bedienbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Ringwalzwerk der eingangs genannten Art mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Ringwalzwerk wird der Vorteil erreicht, daß die übrigen, mit dem zu walzenden Ring in Berührung stehenden Walzwerksteile keine oder besonders einfache translatorische Bewegungsbahnen durchlaufen, weil sie entweder ihrerseits ebenfalls ortsfest oder derart angeordnet sein können, daß ihre Bewegungen auf einer geradlinigen, zum Ring radialen Bahn erfolgen. Die Steuerung des die TeHerwalze

und die Dornwalze tragenden Schlittens kann mittels an sich bekannter Fühler erfolgen, die berührend oder berührungslos den momentanen Ringdurchmesser ermitteln. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschiebung des Schlittens mittels eines an der Außenseite des Ringes anliegenden Fühlers steuerbar, beispielsweise mittels einer an sich bekannten Tastrolle.

Zweckmäßig wird man die Lagerung der beiden Radialwalzen so ausbilden, daß die die Ringaußenseite bearbeitende Tellerwalze im Schlitten ortsfest gelagert, dagegen die die Ringinnenseite bearbeitende Dornwalze gegenüber der Tellerwalze im Schlitten verschiebbar ist

Als besonders vorteilhaft für das Herstellen von Ringen guter Qualität hat sich eine Ausgestaltung des Ringwalzwerks erwiesen, bei der der besagte Schlitten und der Fühler — vom Fühler ungesteuert — in bezug auf den Ring synchron verschiebbar sind, und bei der zum Steuern der Verschiebung des Schlittens mittels des Fühlers dieser Synchronlauf aufhebbar ist. Dies ist insbesondere für den Anfahrvorgang zweckmäßig. Besonders wenig aufwendig ist eine diesbezügliche Ausgestaltung des Ringwalzwerks, bei der das Aufheben und das Wiederherstellen des Synchronlaufs von Schlitten und Fühler durch den Ring selbst über am Fühler erzeugte Signale steuerbar ist

Um ein vorgegebenes Fertigmaß zu erreichen, müssen die Ringe häufig auch axial gewalzt werden. Es sind Vierwalzen-Ringwalzwerke bekannt (DE-PS 11 88 544; DE-OS 17 52 887), bei denen ein aus Tellerwalze und verschiebbarem Walzdorn bestehendes Walzenpaar und ein den Ring axial bearbeitendes Kegelwalzenpaar vorhanden sind, von denen letzteres in Abhängigkeit von der Vergrößerung des Ringdurchmessers gesteuert derart verschoben wird, daß es stets auf die Ringstirnflächen einwirkt.

Auch bei dem Ringwalzwerk nach der Erfindung können zusätzlich solche kegelförmigen Axialwalzen vorteilhaft sein, von denen mindestens eine antreibbar ist und die in bezug auf die durch die gegenseitige Lage von Schlitten und Fühler ortsfest fixierte Ringachse dann aber radial unverschiebbar angeordnet sind, wobei die Kegelspitzen auf der Ringachse liegen. Dadurch wird erreicht, daß die über die Ringbreite von innen nach außen zunehmenden Bahngeschwindigkeiten mit den Geschwindigkeiten der ringberührenden Umfange der Axialwalzen übereinstimmen, so daß ein schlupffreies Walzen gesichert ist. Als weitere Folge der ortsfesten Lage der Axialwalzen im Walzwerksrahmen wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß die Halterungs-, die Verstellungs- und die Antriebsmittel wesentlich einfacher gestaltet werden können, insbesondere dann, wenn der Fühler in an sich bekannter Weise zwischen den Axialwalzen angeordnet ist.

Bei Ringwalzwerken sind häufig auf den Ringumfang einwirkende, in Abhängigkeit von der Zunahme des Ringdurchmessers in Führungen gradlinig verschiebbare Zentrierrollen vorhanden, die vornehmlich dazu dienen, den Ring in einer zur Walzwerkslängsachse symmetrischen Lage zu halten. Bei einem Ringwalzwerk nach der Erfindung hat sich als sehr vorteilhaft eine Anordnung solcher Führungen gezeigt, bei der diese in Radialrichtung des Ringes im Walzwerksrahmen ortsfest sind. Dabei können die Zentrierrollen ständig außen am Ring anliegen, so daß sie von diesem bei Vergrößerung des Ringdurchmessers radial nach außen bewegt werden und bei seitlichem Auswandern des Ringes eine Rückstellkraft auf diesen wirksam wird.

Da die Bewegungen der außen am Ring anliegenden Zentrierrollen von der Vergrößerung des Ringdurchmessers abhängen, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Lage der Zentrierrollen mindestens während eines Teils des Walzvorgangs als Führungsbzw. Korrekturgröße für die Steuerung der Verschiebung des die Tellerwalze und die Dornwalze tragenden Schlittens herangezogen wird. In diesem Falle haben die Zentrierrollen entweder zusätzlich die Funktion des Fühlers, so daß ein gesonderter Fühler nicht erforderlich ist, oder sie dienen als zusätzliche Fühler dahingehend, daß sie etwaige Abweichungen des Ringdurchmessers in Längsrichtung und in Querrichtung des Walzwerks erfassen und durch sie eine Verschiebung des Schlittens zum Ausgleichen der Abweichungen bewirkt wird.

Insbesondere bei Ringen mit geringer Steifigkeit kann es aber auch zweckmäßig sein, die Lage der Zentrierrollen nicht direkt durch den Ring selbst zu bestimmen, sondern das Ringwalzwerk derart auszugestalten, daß die Lage der Zentrierrollen unabhängig von dem an ihrer RingberührungsstelJe vorliegenden Ringdurchmesser von demjenigen Signal als Führungsgröße bestimmt wird, das auch die Verschiebung des Schlittens steuert

Zusätzlich kann die Führung der Zentrierrollen mit Sperrmitteln ausgerüstet sein, so daß die Auslenkung der ZentrieiTollen auf wahlweise vorzugebende Maximalwerte einstellbar ist, wobei die Umfangsfläche der Zentrierrollen profiliert sein kann. Hierdurch ist es möglich, die Ringe, wann sie ihren Fertigdurchmesser erreicht haben, noch zu kalibrieren und sogar mit einem Profil zu versehen.
Aus der deutschen Patentschrift 10 19 635 ist es bekannt, die beiden die Ringstirnflächen bearbeitenden Axialwalzen, die üblicherweise den die gekrümmten Ringflächen bearbeitenden beiden Radialwalzen Tellerwalze und Dornwalze am Ringumfang gegenüberliegend angeordnet sind, um einen bestimmten Winkel verschwenkt anzuordnen, so daß die Teilumfänge des Ringes zwischen den Walzenpaaren verschieden lang sind. Dieser Gedanke läßt sich bei dem Ringwalzwerk nach der Erfindung vorteilhaft und mit einfacheren Mitteln verwirklichen, um eine Selbstzentrierung des Ringes zu erreichen.

Nachstehend wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 das Ringwalzwerk in Draufsicht,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

In dem Walzwerksrahmen 1 ist der Schlitten 2 mit in ihm gelagerter und angetriebener Tellerwalze 3 mittels der hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten 4 verschiebbar. Die Dornwalze 5 ist am Schlitten 2 mittels der hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit 6 radial zur Tellerwalze 3 verschiebbar, so daß sich der Abstand zwischen Tellerwalze 3 und Dornwalze 5 verändern, insbesondere beim Walzen verringern läßt. In Axialrichtung des Ringes 7 wirken zwei kegelartige Axialwalzen 8, die beide — wie in F i g. 2 durch Drehpfeile angedeutet — angetrieben und im Walzwerksrahmen 1 ortsfest gelagert sind. Die Spitzen der Axialwalzen 8 liegen auf der Ringachse 9. Die Zentrierrollen 11 sind am Walzwerksrahmen 1 mit Hilfe von aus jeweils einer hydraulischc-i Zylinder-Kolben-Einheit gebildeten Führungen 12 in der Weise geradlinig verschiebbar geführt, daß ihre Lage in Radialrichtung des Ringes 7 veränderbar ist. Lageänderungen der Zentrierrollen 11 können durch

Durchmesserzunahme des Ringes 7 herbeigeführt werden oder durch eine entsprechende, nicht dargestellte Steuerung der zugleich die ortsfest im Walzwerksrahmen 1 angeordneten Führungen 12 bildenden Zylinder-Kolben-Einheiten. Der am Außenumfang des Ringes 7 anliegende und zwischen den Axialwalzen 8 angeordnete, in bekannter Weise als Tastrolle ausgebildete Fühler 10 ist ein Meßfühler, der über die als Meßumformer ausgebildete hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit 13 das Steuergerät 14 beaufschlagt, aus dem die Stellgrößen für die hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten 4 zum gesteuerten Verschieben des Schlittens 2 entnommen werden.

Während des Walzens nimmt der Durchmesser des Ringes 7 zu, der Fühler 10 wandert nach rechts aus, so daß mittels einer Führungssteuerung über das Steuergerät 14, dessen Aufbau im einzelnen bekannt und nicht näher dargestellt ist, der Schlitten 2 mit der Tellerwalze 3 und der Dornwalze 5 sich ständig um den halben Betrag der momentanen Ringdurchmesserzunahme von der Ringachse 9 entfernt, Ringtragrollen 15 sind im Walzwerksrahmen 1 frei drehbar gelagert.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 liegen die Vertikalachse der Tellerwalze 3, die Vertikalachse der Dornwalze 5 und die vertikale Symmetrieebene der Axialwalzen 8 in einer gemeinsamen Ebene (Schnittebene H-II in F i g. 1).

Bei einer anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Axialwalzen 8 am Umfang des Ringes 7 so angeordnet, daß ihre vertikale Symmetrieebene mit der Schnittebene H-II einen Winkel aufspannt, bevorzugt in der Weise, daß in der F i g. 1 bei einer Drehung des Ringes 7 im Uhrzeigersinn die Axialwalzen 8 nach oben verschwenkt radial unverschiebiich angeordnet sind, wobei ihre Kegelspitzen ebenfalls in der Ringachse 9 liegen. Durch diese Maßnahme wird eine Selbstzentrierung des Ringes 7 erreicht, so daß die Ringlage stabilisiert wird und auf die Verwendung von Zentrierrollen 11 ganz oder teilweise verzichtet werden kann. Die Axialwalzen 8 können beispielsweise an der gleichen Ringumfangsstelle angreifen, wie die obere Zentrierrolle 11 in Fig. 1, und diese ersetzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Ringwalzwerk zum Auswalzen von Ringen zwischen einem an einem Walzwerksrahmen angeordneten, aus einer TeHerwalze und einer Dornwalze bestehenden Radialwalzenpaar, von dem die eine Walze gegen die andere und damit gegen den Ring radial zustellbar und mindestens eine Walze antreibbar ist, sowie mit mindestens zwei am Walzwerksrahmen gelagerten Ringtragrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die TeHerwalze (3) und die Dornwalze (5) zusammen auf einem gemeinsamen Schlitten (2) gelagert sind, der während des Walzvorgangs ständig um den halben Betrag der momentanen Zunahme des Ringdurchmessers entlang der die Ringachse (9) mit den beiden Walzenachsen verbindenden Radialebene von der Ringachse (9) fort verschiebbar ist ~

2. RingwalzwerkNiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Schlittens (2) mittels eines an der Außenseite des Ringes (7) anliegenden Fühlers (10) durch den Ring (7) steuerbar ist.

3. Ringwalzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (2) und der Fühler (10), vom Fühler (10) ungesteuert, in bezug auf den Ring (7) synchron verschiebbar sind und daß zum Steuern der Verschiebung des Schlittens (2) mittels des Fühlers (10) dieser Synchronlauf aufhebbar ist.

4. Ringwalzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheben und das Wiederherstellen des Synchronlaufs von Schlitten (2) und Fühler (10) durch den Ring (7) über am Fühler (10) erzeugte Signale steuerbar ist.

5. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit auf den Ringumfang einwirkenden und gegenüber dem Ring in Abhängigkeit von der Zunahme seines Durchmessers in Führungen geradlinig verschiebbaren Zentrierrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (12) für die Zentrierrollen (11) in Radialrichtung des Ringes (7) ortsfest im Walzwerksrahmen (1) angeordnet sind.

6. Ringwalzwerk nach Anspruch 5 mit außen am Ring anliegenden Zentrierrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Zentrierrollen (11) mindestens während eines Teils des Walzvorganges Führungs- bzw. Korrekturgröße für die Steuerung der Verschiebung des Schlittens (2) ist.

7. Ringwalzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Zentrierrollen (11) unabhängig von dem an ihrer Ringberührungsstelle vorliegenden Ringdurchmesser von demjenigen Signal als Führungsgröße bestimmt wird, das auch die Verschiebung des Schlittens (2) steuert.